Comment les jumeaux numériques façonnent les usines intelligentes de demain

En discutant avec Simon Keogh de Siemens, nous regardons l'avenir des usines intelligentes et le rôle des jumeaux numériques.

Pour le dire simplement, « une usine intelligente est une usine connectée », dit Simon Keogh, General Manager, Factory Automation chez Siemens Digital Industries. « Vous avez un flux de data complet et des workflows intégrés de l'entrée matière première à la production biens finis, et du shop floor à la couverture parties prenantes. »

« L'usine intelligente utilise vraiment cet environnement connecté pour maximiser la flexibilité, et la productivité de l'usine par l'usage de la data, par l'usage de jumeaux numériques et une optimisation constante, qui dans certains cas parle d'auto-optimisation — mais il reste du chemin pour l'atteindre dans la plupart des environnements manufacturiers. »

Jumeaux Numériques : Une Représentation Virtuelle Complète de Votre Usine, Produits et Machines

Fournissant aux fabricants les capacités d'expérimenter une représentation virtuelle de leurs usines ou produits, « le jumeau numérique est une partie incroyablement importante d'une usine intelligente », dit Keogh. « Il permet au fabricant de superposer dans cet environnement virtuel beaucoup des attributs physiques existant dans l'usine physique. C'est vraiment pour maximiser la simulation pour la rendre aussi réaliste possible et permettre l'optimisation des capacités les plus fines. »

« Les jumeaux numériques fournissent aussi un système virtuel en boucle fermée où les fabricants peuvent simuler le plus possible pour que quand ils passent au physique, ce soit dérisqué au maximum, et que le layout design et les débits aient été optimisés. »

« Les puristes diront que ce n'est pas un jumeau tant qu'on n'a pas la représentation virtuelle ET physique, mais normalement le virtuel vient d'abord, suivi du physique peu après. Mais la capacité de réinjecter les données réelles pendant que la ligne de production ou le produit est utilisé, back into le jumeau numérique, permet aux fabricants d'améliorer toute la simulation, résultant en un environnement en amélioration constante, où virtuel et physique se rapprochent de plus en plus. »

Technologies Clés pour Faire Progresser les Capacités d'Usine Intelligente

« Je pense que l'un des plus importants, bien sûr, ce sont les capteurs où on récupère la data dans l'usine. C'est vraiment critique car c'est tout sur une usine connectée, donc indubitablement, réseaux ouverts et protocoles ouverts nous permettent d'atteindre cette usine connectée à travers beaucoup de technologies et beaucoup de fabricants différents. Bien sûr, la couche automatisation et robotique est aussi incroyablement importante pour automatiser la production, particulièrement alors que les ressources deviennent plus rares et que beaucoup de produits deviennent plus complexes, avec bien plus de variété et solutions sur mesure », dit Simon Keogh, General Manager, Factory Automation chez Siemens Digital Industries.

« Je pense qu'un autre domaine est les technologies impliquées dans la visualisation et l'analytique. Donc ce qu'on fait vraiment avec la data une fois sortie de l'usine de fabrication : la transformer en information et insights pour décisions business rapides. Je pense qu'en termes de bouclage de la boucle, technologies comme le Cloud et l'industrial edge nous permettront d'utiliser des technologies comme l'IA et le machine learning. »

« Un jumeau numérique peut être implémenté à plusieurs niveaux des opérations d'un fabricant ; il peut être une représentation digitale d'une machine, d'une ligne de production, ou d'une usine entière. "Cependant, pour atteindre un secteur manufacturier hautement optimisé et haute performance, les gains par la suite comme résultat de bonnes pratiques lean manufacturing, je pense, viendront de l'usage des jumeaux numériques", dit Keogh, qui ajoute que "comme l'espace devient de plus en plus rare, la capacité d'optimiser les layouts d'usine sera critique, tout comme l'optimisation du cycle de vie alors que le time-to-market raccourcit. Je crois que ces demandes seront atteintes par un jumeau numérique intégré", ajoute Keogh. »

Implémenter un Jumeau Numérique dans Vos Opérations de Fabrication

Beaucoup de fabricants démarrent leurs jumeaux numériques comme un dessin CAO 2D ou 3D, « il est facile de prendre ces dessins CAO et de les importer dans quelque chose comme notre mechatronics concept designer, par exemple, et puis superposer les attributs physiques de ce produit, machine ou usine, et on peut démarrer une simulation qui peut aller d'un niveau simple à un niveau plus détaillé pour faire des scénarios "what if?", plannings production, offre et demande. Bien que les fabricants puissent développer leurs propres jumeaux numériques, il y a des partenaires solutions et intégrateurs système qui peuvent venir dans une organisation et créer des jumeaux numériques », dit Keogh.

Les Cinq Prochaines Années…

À un certain degré, les jumeaux numériques sont déjà utilisés aujourd'hui. En avançant, Keogh s'attend à voir l'usage de la technologie s'étendre pour que les organisations aient une couverture bien plus large de leur installation de production dans un jumeau numérique. « Je pense qu'on verra une bien plus grande intégration entre les divers stades de design, ingénierie, développement, production, et puis par la servitisation optimisation en termes de produit et production, donc je pense que cette intégration arrivera plus. Je pense qu'on verra plein de gens qui ont produit plein de data, créé des data lakes pour essayer d'analyser et gagner insights, comprendre qu'il faut piloter ces types d'applications et puis scaler. Donc je pense qu'on verra bien plus de ça plutôt que juste essayer de tout verser dans le Cloud », commente Keogh.

« Et je pense qu'on verra plus de ces technologies innovantes comme l'IA entrer dans la fabrication. Je ne pense pas qu'on ait vraiment vu d'usage à grande échelle de la 5G comme média de communication dans les usines encore. Mais je pense qu'on verra des réseaux bien plus rapides et bien plus flexibles comme la 5G. Je pense qu'on verra ça arriver de plus en plus vite. En reflétant sur notre propre développement de solutions, la vitesse est assez incroyable. Si je regarde juste les 2-3 dernières années et ce qui arrive, une minute on parle d'une tendance, la minute d'après on a la technologie, et ça se passe vraiment à un rythme soutenu. Alors qu'avant, je pense que les gens regardaient 5 ans et disaient "ouais, tu sais, il y aura un peu de changement". Maintenant je pense qu'il y aura un changement significatif. »

« C'est différent selon les secteurs, bien sûr, aérospatial et auto ont toujours mené la voie dans le déploiement tech, mais je pense qu'on verra une adoption bien plus grande dans d'autres secteurs comme l'agroalimentaire, par exemple, et peut-être dans des secteurs avec bien plus de législation autour, et donc, dans une certaine mesure, une approche plus conservatrice de l'adoption tech », conclut Keogh.